天津大学现代化功与高新技术课件第4章-化工导论

1、,第四章 高分子合成材料 天津大学化工学院 王成扬 2006-10-24,4-1 高分子材料 高分子材料是分子量大的高分子化合物，相对分子质量通常约在10000以上，是由低分子量分子经过共价键结合而形成的化合物。这些低分子原料称为单体，把单体连接起来形成高分子过程叫聚合反应。,单体 CH2= CH2 聚合物 CH2 CH2 CH2 CH2,均聚物-由一种单体聚合而成的聚合物。如聚乙烯、聚丙烯等 共聚物-由两种以上单体共聚而成的聚合物。如氯乙烯-醋酸乙烯共聚物。,三大高分子合成材料 1、合成树脂 2、合成橡胶 3、合成纤维,4-1-1树脂与塑料 合成树脂是人工合成的某些性能与天然树脂相似的高分子

2、聚合物，是塑料的主要原料。 塑料制品是由树脂粒子添加诸如填料、增塑剂、稳定剂、染料等经混合和压模所得到的产品。,几种常用的塑料,聚乙烯 单体：乙烯（ CH2= CH2） 性质：热塑性、绝缘性高，化学 稳定性好。 用途：电缆、薄膜制品，日用品等。,几种常用的塑料,聚氯乙烯 单体：氯乙烯（ Cl CH = CH2） 性质：热塑性、耐化学腐蚀性好。 用途：硬聚氯乙烯塑料，制化工设备材料；软聚氯乙烯塑料，制电线绝缘材料、薄膜、雨衣、软管等。,几种常用的塑料,酚醛塑料 单体：甲醛、苯酚 性质：热固性、电绝缘性良好。 用途：电器工业材料、日用品、机 器零件及各种模压制品等。,热塑性塑料 以热塑性树脂为基本

3、成分的塑料。一般具有链状线形结构。受热软化，可反复塑制。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。,热固性塑料 以热固性树脂为基本成分的塑料。加工成形后变为不溶不熔状态。一般具有网状的体形结构。受热不再软化，不可反复塑制。例如酚醛塑料、氨基塑料等。,4-1-2 合成橡胶 橡胶是具有高弹性的高分子化合物，由比较少量的交联键连成网状的柔性分子所组成。 除高弹性外，橡胶还具有高电绝缘性、耐水性、不透气性。某些橡胶还具有耐化学腐蚀、耐高温、耐磨损等特殊性能。,几种常用的合成橡胶,顺丁橡胶 单体：1，3 丁二烯 性质和用途：弹性好、耐磨、耐低温、耐老化性能好。用作轮胎、三角皮带、耐热胶管、胶鞋等。,几种常用的合成

4、橡胶,丁苯橡胶 单体：1，3 丁二烯；苯乙烯 性质和用途：耐磨性好、抗老化性能好，弹性较差。用于制作轮胎和其他通用工业制品。,几种常用的合成橡胶,丁腈橡胶 单体：1，3 丁二烯；丙烯腈 性质和用途：耐油性能好，耐磨、耐热性好，有良好的物理机械性能，电绝缘性能差。主要用作耐油橡胶制品。,4-1-3合成纤维 合成纤维有单体小分子聚合而成，用作纤维的聚合物必须具有很高的拉伸强度，这就要求聚合物分子排成直线而不是网状结构。 常见的合成纤维有聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（尼龙）、聚丙烯腈纤维（腈纶）等。,4-2 合成聚合物的原料 聚合物单体（具有不饱和化学结构）-乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯、丙烯腈等。,

5、4-4 高分子材料典型生产工艺,聚乙烯 4-4-1-1高压法 生产低密度聚乙烯（相对分子质量10-50万）。聚合条件：压力为100-300MPa, 温度为200-300摄氏度。 制做薄膜、包装袋等。,4-4 高分子材料典型生产工艺,聚乙烯 4-4-1-2低压法 生产高密度聚乙烯。聚合条件：压力为5MPa以下；温度为60-80摄氏度，铝、钛催化剂。 制做管材、日用品等。,4-5 功能高分子材料 功能高分子材料既具有一般高分子的特性，又具有特殊功能，如光学功能、生物化学功能、表面化学功能、医药功能、导电功能等。,4-5-1分离性功能高分子材料 离子交换树脂-分子中含有活性基团而能与其他物质进行离子

6、交换的树脂。其主要原料为苯乙烯和二乙烯苯，大分子呈网状结构,例如： 强酸性阳离子型交换树脂带有磺酸基，用于去除钙离子、镁离子等制取软化水。 其他离子交换树脂也可用于各种化学品的分离、提纯、精制以及废水处理等。,离子交换树脂,4-5-2导电性功能高分子材料 具有共轭双键结构的高分子材料通常具有半导性甚至导电性，例如聚炔类的聚乙炔、聚苯乙炔等。 可以制得导电橡胶、导电塑料、导电涂料等。,液晶示意图,液晶物质的观察方法,偏光显微镜,碳质液晶形成过程,4-5-3高分子液晶 一类高分子具有流体的流动性，又不同于流体的各向同性特征，保持了晶体 的有序排，呈现既有晶体性质又有液体性质的过渡中间状态，称为高分子液晶。,4-5-4医用高分子 1、与生物组织不接触的材料 如医疗器械、输血用具、注射器等。 2、与人体组织接触的材料 如手术中暂时使用的人工脏器、人造血管、人工肾脏透析膜等。,4-5-4医用高分子 3、长期植入体内的高分子材料 如植入体内的人工脏器、人工骨骼、人工关节等。 4、与皮肤接触的高分子材料 如手套、麻醉用品、绷带、橡皮膏等。,简答题 1、什么是功能高分子材料？ 2、说出至少五种功能高分子材料和它们的用途。 3、三大高分